台积电7nm工艺量产：功耗降低65%

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在7nm节点，台积电已经是雄心勃勃，除了AMD官方提到的7nm Vega芯片之外，台积电还手握50多个7nm芯片流片，新工艺性能可提升35%或者功耗降低65%，未来升级到5nm之后性能还能再提升15%，功耗降低20%。

英特尔在14nm、10nm工艺上的难产给了其他半导体公司赶超的机会，由于2019年之前都无法推出10nm芯片，而三星、台积电的7nm工艺今年就会量产了，这一轮竞争中英特尔真的输了，哪怕官方多次宣布自家的10nm工艺在性能、晶体管密度上比其他家的7nm节点还好也没用了。在7nm节点，台积电已经是雄心勃勃，除了AMD官方提到的7nm Vega芯片之外，台积电还手握50多个7nm芯片流片，新工艺性能可提升35%或者功耗降低65%，未来升级到5nm之后性能还能再提升15%，功耗降低20%。

EEtimes今天报道了台积电的工艺路线图，官方公布了7nm及未来的5nm工艺细节，首先是第一代7nm工艺，今年将会量产，后面还有50多个芯片陆续流片，涉及到CPU、GPU、AI芯片、加密货币芯片、网络、游戏、5G、自动驾驶芯片等等行业。

7nm工艺的性能将提升35%，或者功耗降低65%，芯片密度达到3倍水平——原文这里没提到是跟谁对比，不过不可能是10nm，台积电官网上跟10nm工艺对比的结果是性能提升20%或者功耗降低40%，芯片密度1.6倍，因此这里对比的很可能是台积电的16nm工艺。

第一代7nm工艺没有使用EUV光刻工艺，N7+节点才会用上EUV光刻机，不过这个是制造过程的改变，N7+工艺的性能没什么变化，晶体管密度提升大概20%，功耗降低10%。

此外，N7+工艺虽然目前的良率不错，但是还有一些关键单元要到今年底或者明年初才能搞定，完整用于N7+工艺的EDA工具大概要等到8月份。

7nm之后台积电今年还要风险试产5nm工艺，与最初7nm工艺相比，台积电的5nm工艺大概能再降低20%的能耗，晶体管密度再高1.8倍，至于性能，预计能提升15%，不过使用新设备的话可能会提升25%。

按照之前的规划，台积电的5nm工艺预计会在2020年量产，那时候英特尔顺利的话可能会进入7nm节点了。

台积电7nm后的发展方向

7nm工艺之后，台积电计划推出7nm+版本。不仅如此，台积电还计划在2020年发布全新的5nm制造工艺，该技术将又比7nm、7nm+有大幅度提升，从而进一步显著改善移动处理器。

公司联合首席执行官魏哲家表示，台积电在256M的SRAM芯片上看到了“两位数的良率”，以及将会使用5nm工艺制造“更大的测试芯片”。

这里所说的良率，指的是所生产的芯片能同时满足性能和功耗指标的百分比。其中的收益率是和技术的健康程度成正比的。

目前台积电在5nm工艺上的工作仍未全部完成，良率也偏低，与符合智能手机所需要的处理器成本来说，远远不能满足。不过这是一个非常好的里程碑技术，如今也处于正轨之上。

魏哲家表示，一些台积电的主要客户——可能是智能手机处理器大咖级制造商——已经在用该技术设计“功能模块”了。

虽然这些客户目前还不能使用该技术来设计完整的产品，但可能正处于流片测试阶段，以实现关键技术。当这一套设计完成时，设计人员则可以非常容易的使用5nm技术来用到别的产品上。

尽管台积电开发过一些寿命较短的技术——如20nm、10nm——但这5nm技术应该不属于其中。近年来，台积电将转型为长寿命节点技术的公司。

根据魏哲家的说法，5nm工艺将拥有较长的寿命，它也非常具有成本效益，这就意味着，该技术将被更广泛的使用，不仅仅是那些追求高性能的产品。

因此，在2020年5nm工艺投入大规模的生产之后，台积电还会在2021年推出5nm+的进阶产品，也就是对性能、功耗、面积上有所增强，

再到2022年，我们就可以期待台积电的下一次飞跃——3nm。

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